Jembatan Sembayat Baru terletak di jalan raya Bungah Kecamatan Manyar Kabupaten Gresik Jawa Timur. Jembatan ini merupakan prasarana penyeberangan utama sungai Bengawan Solo yang terletak di Bungah Gresik. Jalur lalu lintas pada jembatan Sembayat ini merupakan jalur nasional. Jalur ini juga merupakan jalur kendaraan-kendaraan berat yang mendistribusikan hasil perindustrian dari kota Gresik menuju arah kota Tuban dan sekitarnya.
Jembatan ini berada pada STA 0+130 sampai STA 1+050, dengan panjang oprit pada sisi selatan jembatan sepanjang 219,17 meter dan oprit pada sisi utara sepanjang 346,83 meter. Sedangkan panjang jembatan adalah 354 meter dengan panjang bentang utama 93 meter yang dibangun dengan struktur pelengkung, sedangkan bentang-bentang yang lain dibangun dengan struktur girder dengan material beton prategang. Bentang pertama dan bentang kedua dari selatan berada di atas suangai Bengawan Solo yang memiliki lebar ± 120 meter, sedangkan 4 bentang lainnya berada di atas lereng sungai Bengawan Solo yang merupakan tanah lunak. Lereng sungai tersebut selalu terendam pada saat kondisi banjir di area sungai.
Dengan total panjang jembatan yang tergolong sangat panjang, muncul ide untuk memodifikasi struktur jembatan Sembayat Baru menggunakan sistem single plane cable-stayed
dengan metode konstruksi balanced cantilever, dengan spesifikasi sebagai berikut:
Struktur pylon dengan material beton bertulang yang berjumlah satu (single plane).
Bentang jembatan ± 340 meter dengan hanya satu pylon, sehingga ada 2 bentang utama sepanjang 170 meter.
Gelagar menggunakan orthotropic steel box girder, dengan lebar total 17 meter.
Alasan pemilihan cable-stayed sebagai struktur jembatan untuk Sembayat Baru diantaranya, pengurangan jumlah pilar, pengurangan tinggi dek, dan unsur etetika yang sangat mencolok pada struktur cable-stayed.
Dengan menggunakan sistem cable-stayed maka jembatan dapat didesain dengan bentang yang lebih panjang sehingga akan mengurangi jumlah pilar yang digunakan. Untuk jembatan cable-stayed penggunaan bentang minimum adalah 200
meter. Hal ini dijelaskan dalam “Prestreed Concrete Bridges Built
Using the Cantilever Method” oleh Departmen Teknis untuk
Transportasi, Jalan dan Rekayasa Jembatan, dan Keselamatan Jalan (Sétra) Republik Perancis pada tabel 1.1.
Gambar 1.1 - Long section jembatan Sembayat Baru
Tabel 1.1 - Klasifikasi penerapan tipe jembatan berdasarkan panjang bentang (Sétra, 2003)
Selain mengurangi jumlah penggunaan pilar, penerapan sistem cable-stayed juga akan mengurangi tinggi dek jembatan. Dek jembatan yang digunakan dalam jembatan Sembayat Baru
existing pada bentang dengan sistem girder menggunakan
material beton prategang U shape (PCU). Tinggi girder tersebut adalah 2,4 meter. Dalam Pasal 4.6.2 Peraturan PU Nomor 08/SE/M/2015 dijelaskan kisaran tinggi girder untuk jembatan
cable-stayed adalah 1/50 sampai dengan 1/70 dari panjang
bentang utama.
Dari segi estetika, jembatan cable-stayed memiliki estetika yang sangat indah jika dibandingkan tipe-tipe jembatan yang lain. Dengan demikian, nilai pariwisata pada wilayah akan meningkat. Sehingga selain untuk prasarana transportasi, jembatan tersebut juga dapat dijadikan landmark kabupaten Gresik yang akan mengundang wisatawan. Tentu saja hal ini akan meningkatkan perekonomian masyarakat sekitar.
Sedangkan keunggulan dari metode pelaksanaan
balanaced cantilever adalah kemudahan pelakanaannya. Dengan
metode balanced cantilever pekerjaan tetap dapat dilaksanakan pada aliran sungai yang deras, karena tidak diperlukan akses menuju tengah sungai saat pemasangan komponen struktur jembatan. Hal ini sangat cocok dengan kondisi sungai Bengawan Solo yang memiliki aliran relatif deras.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang di atas, maka diperlukan perincian permasalahan secara detail untuk melakukan desain ulang jembatan Sembayat Baru menggunakan sistem
cable-stayed. Rumusan masalah tersebut diantranya:
1. Bagaimana preliminary design jembatan dan komponen struktrurnya yang meliputi konfigurasi kabel, orthotropicsteel box girders, dan pylon?
2. Bagaimana pembebanan untuk jembatan cable-stayed
pada masing-masing komponen strukturnya?
3. Bagaimana pemodelan struktur jembatan
cable-stayed menggunakan program bantu MIDAS Civil?
4. Bagaimana perencanaan komponen struktur sekunder jembatan cable-stayed muliputi trotoar, railing, kerb, dll?
5. Bagaimana mendesain bangunan atas
(superstructure) pada jembatan cable-stayed?
6. Bagaimana desain pengangkuran pada jembatan
cable-stayed?
7. Bagaimana analisa stabilitas struktur dinamis jembatan cable-stayed yang meliputi frekuensi alami,
vortex shedding dan efek flutter?
8. Bagimana analisa pengaruh pelaksanaan menggunakan metode balanced cantilever terhadap kapasitas box girder, kabel, dan pylon?
9. Bagaimanan penggambaran hasil desain struktur jembatan cable-stayed?
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan penulis melakukan tugas akhir ini secara umum adalah untuk memnuhi persyaratan kelulusan akademik dan untuk mengaplikasikan disiplin ilmu yang telah dipelajari selama perkuliahan. Sedangkan secara khusus ialah untuk melakukan desain ulang jembatan Sembayat baru menggunakan sistem cable-stayed.
Adapun maksud dari penyusunan tugas akhir ini meliputi: 1. Merencanakan preliminary design jembatan
cable-stayed.
2. Merencanakan komponen struktur bangunan atas jembatan cable-stayed.
3. Melakukan analisa komponen struktur terhadap proses pelaksanaan.
4. Mendapatkan desain struktur bangunan atas jembatan dengan memenuhi batasan keamanan, kenyamanan, dan estetika.
5. Menuangkan hasil desain struktur ke dalam bentuk gambar kerja berdasarkan hasil analisa dan perhitungan.
Sedangkan tujuan penyusunan tugas akhir adalah sebagai berikut:
1. Mendapatkan konfigurasi kabel, dimensi kabel, desain penampang steel box girders, desain angkur, dan desain penampang pylon yang efektif dan memenuhi persyaratan keamanan.
2. Mengetahui stabilitas hasil desain terhadap perilaku dinamis struktur.
3. Mengetahui keamanan struktur saat tahap pelaksanaan menggunakan metode balanced
cantilever.
4. Mendapatkan hasil desain gambar struktur jembatan cable-stayed.
1.4 Batasan Masalah
Dikeranakan keterbatasan waktu dalam penyusunan tugas akhir ini, maka penulis membatasi permasalahan yang ada. Batasan masalah tersebut diantaranya:
1. Penulis tidak melakukan analisa dampak lingkungan dalam menentukan tipe jembatan. 2. Penulis tidak melakukan desain bangunan bawah
yang meliputi desain pondasi, abutment, pondasi
pylon (pillar) dan kestabilan lereng. Serta tidak
menyusun metode pelaksanaan untuk konstruksi
pylon